內(nèi)生真菌Epichloe bromicola對(duì)擬南芥的促生作用、機(jī)制及其在丹參上的應(yīng)用研究.pdf

1、內(nèi)生真菌是指在生活史中的某一個(gè)階段時(shí)期或整個(gè)生活史存在于健康植物組織內(nèi)部，而不會(huì)引起宿主明顯病癥或者對(duì)宿主造成明顯傷害的真菌。目前大量的研究表明藥用植物內(nèi)生真菌具有能夠增強(qiáng)宿主植物的抗逆性、促進(jìn)藥用植物生長(zhǎng)、提高宿主有效成分含量等作用。因此，研究?jī)?nèi)生真菌與藥用植物的作用關(guān)系對(duì)于提高藥材的品質(zhì)具有重要的意義。本課題組前期從藥用植物薏苡中分離得到的一株對(duì)宿主具有促生作用的麥角菌科內(nèi)生真菌Epichloe bromicola，其不僅能夠顯著提

2、高薏苡的生物量和提高薏苡生長(zhǎng)的相關(guān)酶活性，而且能夠顯著促進(jìn)薏苡有效成分薏苡素的積累。但E bromicola促生作用的物質(zhì)基礎(chǔ)、作用機(jī)制及其對(duì)其他藥用植物的促生作用均尚不明確。但是由于薏苡具有遺傳背景不明確、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、植株較大等特點(diǎn)，因此不便于作為實(shí)驗(yàn)材料分析研究Ebromicola促生作用的物質(zhì)基礎(chǔ)、作用機(jī)制。在后續(xù)研究中發(fā)現(xiàn)E bromicola同樣能夠促進(jìn)模式植物擬南芥的生長(zhǎng)，提高其生物量。因此本課題在前期研究的基礎(chǔ)上，以模式植

3、物擬南芥為實(shí)驗(yàn)材料，初步探討E bromicola的促生作用的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制;并以藥用植物中的模式植物丹參作為固體菌肥的應(yīng)用對(duì)象，初步探究該菌對(duì)其他藥用植物生長(zhǎng)及次生代謝產(chǎn)物積累的影響。
　　方法和結(jié)果：1、初步研究了E bromicola促生作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。首先通過將Ebromicola和擬南芥隔開共培養(yǎng)，阻斷內(nèi)生真菌合成分泌的物質(zhì)通過培養(yǎng)基與擬南芥苗的接觸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隔開與直接接觸的處理沒有顯著性差異，且均顯著高于空白對(duì)照組

4、，即證明了該菌的促生作用可能是由揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生的;利用GC-MS分析E bromicola產(chǎn)生的揮發(fā)性成分，檢測(cè)結(jié)果可知E bromicola次生代謝產(chǎn)物中活性部位含有的的揮發(fā)性成分主要為2，3-丁二醇類的揮發(fā)性物質(zhì);2、初步探究?jī)?nèi)生真菌促進(jìn)擬南芥的分子機(jī)制。利用qRT-PCR技術(shù)分析與E bromicola共培養(yǎng)不同天數(shù)的擬南芥體內(nèi)生長(zhǎng)素相關(guān)基因(包括生長(zhǎng)素運(yùn)輸?shù)鞍谆駻UX1、BIG、EIR1和生長(zhǎng)素反應(yīng)基因AXR3、ARF1)和生

5、長(zhǎng)素合成關(guān)鍵酶基因(包括三個(gè)上游基因CYP79B2、CYP79B3、YUCCA1和兩個(gè)下游基因NIT1、TAA1)的表達(dá)水平，結(jié)果表明，E bromicola能夠顯著提高擬南芥生長(zhǎng)素運(yùn)輸?shù)鞍谆?、生長(zhǎng)素反應(yīng)基因及生長(zhǎng)素合成關(guān)鍵酶基因的表達(dá)量，其中控制側(cè)根萌發(fā)的生長(zhǎng)素運(yùn)輸?shù)鞍譋IR1基因和生長(zhǎng)素合成吲哚-乙醛肟合成途徑生長(zhǎng)素合成關(guān)鍵酶上游基因的CYP79B基因家族中的CYP79B2基因的表達(dá)量在共培養(yǎng)18天的周期內(nèi)的差異性均為極顯著;然后

6、通過超nano-LC-ESI-Q-TOF-MS技術(shù)痕量檢測(cè)擬南芥中的IAA含量，
　　結(jié)果表明E bromicola處理的擬南芥中IAA含量顯著高于空白，是其1.8倍。3、初步研究該菌在藥用植物中的應(yīng)用價(jià)值。通過將該菌制作成固體菌肥，添施到藥用植物丹參的盆栽苗上，觀測(cè)該菌對(duì)丹參的盆栽苗生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明該菌能夠顯著促進(jìn)丹參苗的生長(zhǎng)、不僅能夠提高丹參苗的分蘗數(shù)、株高、葉片數(shù)及葉面積，而且提高了丹參根部的鮮重和干重;同時(shí)，并利用HP

7、LC技術(shù)分析內(nèi)生真菌E bromicola對(duì)丹參次生代謝產(chǎn)物含量的影響，結(jié)果顯示在共培養(yǎng)60 d和120 d時(shí)丹參根部丹酚酸類（包括丹酚酸B和迷迭香酸）和丹參酮類（包括隱丹參酮、二氫丹參酮Ⅰ、丹參酮Ⅰ及丹參酮ⅡA）次生代謝產(chǎn)物的含量均有顯著上升。
　　綜上可知薏苡內(nèi)生真菌E bromicola對(duì)擬南芥的促生作用的物質(zhì)基礎(chǔ)可能是由內(nèi)生真菌合成并分泌的2，3-丁二醇類揮發(fā)性成分刺激了擬南芥的生長(zhǎng);同時(shí)初步闡述了其作用機(jī)制是該菌調(diào)控?cái)M南